Способ управления процессом термообработки материала в установке кипящего слоя Советский патент 1991 года по МПК F26B25/22 

Изобретение относится к автоматизации процессов термообработки материалов и может быть использовано для управления процессом сушки материала в установках кипящего слоя в химической и других отраслях промышленности.

Цель изобретения - повышение качества процесса термообработки.

На чертеже представлена блок-схема системы автоматического управления процессом термообработки материала, реализующей предлагаемый способ.

Способ может быть реализован на сушильной установке с кипящим слоем. включающей топку 1, сушильную камеру 2 с решеткой 3. Система автоматического управления включает датчик 4 расхода топлива, датчик 5 расхода воздуха, датчик 6 температуры сушильного агента, датчик 7 порозности кипящего слоя, регулятор 8 температуры сушильного агента, регулятор 9 соотношения топливо - воздух, корректирующий регулятор 10 порозности, корректирующий регулятор 11 -температуры сушильного агента, регулирующее устройство 12 на линии подачи топлива в топку 1 и регулирующее устройство 13 на линии подачи воздуха

Способ реализуется следующим образом.

Образуемый в результате сжигания топлива сушильный агент из топки 1 подается под решетку 3 сушильной камеры 2 Сюда же подается материал, подлежащий термообработке, который располагается над решеткой 3 в кипящем состоянии.

Высохший материал удаляется из верхней части кипящего слоя, обеспечивая постоянство уровня слоя над решеткой 3. С помощью датчика 6, ПИ-регулятора 8 и регулирующего устройства 12 стабилизируют температуру сушильного агента, поступающего под решетку 3. Так, например, при увеличении (уменьшении) температуры, за- меренной датчиком 6, вызванном изменением калорийности поступающего топлива, регулятор 8 уменьшает (увеличивает) расход топлива в топку 1 до тех пор, пока не восстанавливается температура агента.

С помощью датчиков 4 и 5 и регулятора 9 поддерживают соотношение между расходом толлиаа и воздуха. Регулятор 9, сравнивая сигнал аи, соответствующий расходу топлива, получаемый с датчика 4, с сигна- лом од, соответствующим расходу воздуха и вырабатываемым датчиком 5, формирует управляющий сигнал

ц - K-i ai - К2 «а - Кз (CQ+04),

где Kt, Кг, Кз - постоянные коэффициенты настройки П-ресулятора 9;

2з - сигнал коррекции, поступающий с корректирующего регулятора 11 темпера- туры сушильного агента;

ОА - сигнал коррекции, поступающий с- корректирующего регулятора 10 порозно- сти.

Воздействие ц с регулятора 9 на уст- ройство 13 осуществляется до тех пор, пока соотношение расходов между a-i и «2 не принимает значения, близкого к заданному значению, определяемому сигналами

03и ОА. Величина а определяется темпе- ратурой сушильного агента, зависящей от коэффициента избытка воздуха (соотношения между а и аа), поступающего в топку 1.

Так, например, при увеличении (умень- шении) расхода топлива в топку 1,увеличивается (уменьшается) сигнал щ, увеличивается (уменьшается) температура сушильного агента. Регулятор 9 увеличивае (уменьшает) расход воздуха до тех пор, пока разность сигналов (Kiai - «2 Ка - «зКз) не принимает значения, близкого к нулю. Таким образом, наличие сигнала а. с датчика

4и регулятора 9 позволяет воздействовать

на расход воздуха при изменении, напри- мер, давления в линии подачи топлива, до момента изменения температуры сушильного агента, вызванного изменением этого давления, снижая величину динамического отклонения температуры агента.

5 10 5

0

5

0

5

0

С помощью датчика 7, корректирующего ПИ-регулятора 10, поддерживают заданную степень порозности кипящего слоя. Регулятор 10, воздействуя через регулятор 9 соотношения, изменяет величину объемного расхода топочного агента, поступающего под решетку 3, путем изменения величины соотношения сигналов 0:1,0:2 .

Корректирующий регулятор 10 вырабатывает сигнал ОА в соответствии со следующей зависимостью

ал К4 («5 - П) + Kg / (05 - П) dt,

где К4, Кб - коэффициенты настройки регулятора 10.

П - заданная величина порозности кипящего слоя, устанавливаемая на задатчике регулятора 10;

«5 - сигнал с датчика 7, соответствующий текущему значению порозности кипящего слоя;

t - время.

Так, например, при увеличении (уменьшении) величины порозности кипящего слоя, вызванном изменением физико-химических свойств обрабатываемого в кипящем слое материала, измеренной датчиком 7, относительно заданного значения П, регулятор 10 увеличивает (уменьшает) сигнал ОА, который заставляет регулятор 9 уменьшить (увеличить) расход воздуха до тех пор, пока величина текущего значения порозности не принимает заданное значение П. Одновременно температура сушильного агента стабилизируется регулятором 8 путем уменьшения (увеличения) расхода топлива. Сигнал ОА уменьшает (увеличивает) соотношение между расходом топлива и воздуха (за счет появления в сигнале воздействия от изменения аз, имеющего знак анапогичный «2).

Кроме того, целесообразно осуществлять стабилизацию объемного расхода сушильного агента, поступающего под решетку 3. Это объясняется тем, что инерционность канала управления порозность кипящего слоя - расход воздуха выбирается на порядок ниже, чем инерционность канала температура сушильного агента - расход воздуха. Это вызвано локальным определением датчиком 7 величины порозности кипящего слоя при значительной величине флуктуации плотности в слое, достигающей 20%. Стабилизация объемного расхода агента в период переходного процесса в установке осуществляется с помощью датчика 6. кооректирующего П-регулятора 11,

вырабатывающего управляющее воздействие

Тс1аз.d Об

Tl-dT+a3 K6-dr

где Кб коэффициент усиления регулятора 11;

Ti - постоянная времени регулятора 11.

Сигнал од , поступая на регулятор 9 соотношения, изменяет это соотношение, обеспечивая стабилизацию объемного расхода сушильного агента за счет учета изменения объемного расхода сушильного агента, вызванного изменением его тем- пературы, Так, например, при увеличении (уменьшении) теплотворной способности подаваемого топлива, увеличивается (уменьшается) температура сушильного агента, увеличивается (уменьшается) объ- емный расход агента, поступающего в камеру 2, увеличивается (уменьшается) величина порозности слоя. Регулятор 11 вырабатывает сигнал Оз, уменьшающий (увеличивающий) с помощью регулятора 9 соотношение между расходом воздуха и топлива, подаваемого в топку 1, тем самым уменьшая (увеличивая) величину порозности слоя еще до того момента, когда регуля

тор 10 не выработал сигнал ОА управления, соответствующий новому значеникз изменения порозности слоя. Тем самым обеспечивается упреждающее воздействие на расход воздуха, приводящее к снижению динамического отклонения объемного расхода агента, а следовательно, снижению отклонения величины порозности слоя от заданного значения П,

Формула изобретения

1.Способ управления процессом термообработки материала в установке кипящего слоя путем измерения и регулирования температуры сушильного агента на входе в установку, измерения расхода топлива и воздуха, поступающего в топку, и воздействия на расход топлива, определения соотношения полученных расходов и по найденному значению изменения расхода воздуха, отличающийся тем, что, с целью повышения качества процесса термообработки, дополнительно определяют порозность кипящего слоя и по найденному значению корректируют величину соотношения расходов топлива и воздуха.

2.Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что корректировку соотношения расходов топлива и воздуха производят по изменению температуры сушильного агента.

Изобретение относится к автоматизации процессов сушки, может быть использовано в химической и других отраслях промышленности для управления процессом сушки в установке с кипящим слоем и позволяет повысить качество процесса термообработки. Это достигается путем измерения и регулирования температуры сушильного агента, поступающего в установку, воздействия на расход топлива, измерения расхода топлива и воздуха, поступающего в топку, определения соотношения данных измеренных расходов, в зависимости от которого воздействуют на расход воздуха, измерения порозности кипящего слоя, в зависимости от которого корректируют полученное значение соотношения расходов топлива и воздуха в топку. Кроме того, в способе управления процессом термообработки материала соотношение расходов топлива и воздуха может корректироваться в зависимости от изменения температуры сушильного агента 1 з.п ф-лы, 1 ил ц

п

Топлидо

j

Воздух

15

00

Отработавший

Материал

И

-of,

jTPHjL

i